Vladimir Leventon nació el 7 de mayo de 1904 en Yalta (Ucrania), ciudad que pasaría a la posteridad cuatro décadas más tarde por ser uno de los lugares de encuentro de Stalin, Roosevelt y Churchill en su labor de estrategia contra Hitler.
Sobrino de la estrella de teatro y del cine mudo Alla Nazimova (quien le sugirió el cambio de nombre), junto a su madre y su hermana se afincó en Estados Unidos a partir de 1909. Curtido en Nueva York como periodista y escritor de relatos y novelas (al parecer manejaba una amplia gama de pseudónimos a través de los cuales ocultar una prolífica producción de obras y títulos en los más variopintos géneros), su salto a Hollywood se produjo, como en tantos otros casos, de la mano de David O. Selznick, que se lo llevó a California para trabajar como guionista y montador, a menudo bajo el nombre de Carlos Keith. Durante este tiempo, no solo colaboró con Selznick para llevar a Estados Unidos a Ingrid Bergman o Alfred Hitchcock, sino que también colaboró en la supervisión de guiones de obras maestras tales como Historia de dos ciudades (A tale of two cities, Jack Conway, 1935) o Lo que el viento se llevó (Gone with the wind, Victor Fleming, 1939). Sin embargo, la falta de libertad bajo las órdenes de Selznick y las ansias de crear productos propios sin tutelas ni decisiones superiores le llevaron a aceptar la oferta de RKO para convertirse en supervisor de la producción de su serie B.
En esta faceta destacaría irreversiblemente, derivando en un fenomenal productor de películas de terror, intriga y misterio con presupuestos limitados, y tutelando los trabajos de directores como Mark Robson, Jacques Tourneur o Robert Wise. En títulos como La mujer pantera (Cat people, 1942), Yo anduve con un zombi (I walked with a zombie, 1943) o El hombre leopardo (The leopard man, 1943), Lewton dejó clara su capacidad como creador de atmósferas sugerentes, opresivas, absorbentes e incómodas, que en sus películas tenían más importancia que los giros de guión forzados o la exposición gratuita del morbo o de la violencia desagradable.
Además de esta excepcional tripleta de filmes de serie B, Lewton produjo también para Mark Robson La séptima víctima (The seventh victim), El barco fantasma (The ghost ship), ambas de 1943, La isla de los muertos (Isle of the dead, 1945) o Bedlam (1946), estas dos últimas con Boris Karloff. Con Karloff y Robert Wise, montador de algunas de sus mejores obras, también produciría El ladrón de cadáveres (The body snatcher, 1945). Wise dirigiría también la continuación de una de las mejores obras de Lewton, La maldición de la mujer pantera (The curse of the cat people, 1944), y, el mismo año, el bélico de época Mademoiselle Fifi. Tras esta fértil época en la producción, Lewton dejaría la RKO y trabajaría en estudios como Universal o Columbia.
Val Lewton falleció el 14 de marzo de 1951, a punto de cumplir 47 años, tras un ataque cardíaco.